(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中又は水中で固定される設置台を設け、同設置台の外側に回転体を回転自在に取付けるとともに、同回転体の回転軸線を設置される海中又は水中の水流の流れと略直角となる縦方向に設定し、同回転体から円周に沿って複数の取付枠を放射状に取付け、その各取付枠の回転中心から半径方向に延びた上辺部材に平板状受圧板を複数個所定間隔離して配置するとともに各受圧板の一端を前記上辺部材に揺動自在に取付け、又同受圧板の質量をその容積の４℃の真水の質量で割った受圧板の比重を設置される海水又は水の比重より僅か小さくして海・水中で受圧板に浮力を発生しえるようにし、更に回転軸線まわりに回転する間に各受圧板の揺動の角度範囲が受圧板の自由端側が受圧板の取付け側の一端の回転軸線まわりの回転軌跡の面より少し下方となるように受圧板が下方に傾く所定の下げ角度θから、受圧板が回転体の略回転軸線方向となる自由端の最下位置までの角度範囲で受圧板が揺動できる揺動可能状態と、受圧板の姿勢を回転軸線まわりに回転する間に前記回転軌跡の面に対して０°か又は０°に近い小さな角度δで略水平となるように受圧板を常に固定する固定状態とのいずれの状態にも電力を動力源として切替できる受圧板制動手段を設け、同受圧板制動手段に受圧板の状態を他の状態に切替える操作命令を設置台側の機器又は遠隔地で操作する機器から回転体側の受圧板制動手段に非接触的方法又は接触を伴う方法で伝達して電気的制御信号に変換して操作命令の通りに受圧板制動手段を作動させる状態操作手段を備え、前記回転体の設置台に対する回転を設置台内の回転軸に伝達する回転伝達手段を設け、設置台内に前記回転軸の回転で発電する発電機を設け、同発電機の出力電力を有線で設置台近くの陸上又は海上あるいは水上船体に送電するようにし、しかも、回転体側にある受圧板制動手段の電力の動力源は、回転する回転体に近接した設置台の周縁部に巻線をコアに巻回した防水処理された１次コイルを１個所又は複数個所配置するとともに、回転体側の回転体又はこれに固設した取付枠であって前記の設置台の１次コイルと近接できる位置に巻線をコアに巻回した防水処理された２次コイルを複数個所又は１個所設け、前記１次コイルに交流を設置台の側の電源を用いて印加し、２次コイルが１次コイルに近接すると電磁誘導で２次コイルに電力を出力できるようにし、この２次コイルに発生する交流の電力でもって又は２次側の交流電圧を整流器で直流に変換してバッテリーに電力を充電させて同バッテリーの電力でもって受圧板制動手段に給電してこれを作動するものとし、受圧板を揺動可能状態とすると潮流又は水流によって受圧板に発生する力と受圧板の浮力と受圧板の角度制動とによって確実に回転体を回動させて発電でき、受圧板を固定状態とすることで回転体の回転を低速又は停止し易くした、水流エネルギーを利用した発電装置。
【請求項２】
１次コイルのコアの端面が回転体側に臨み、又２次コイルのコアの端面は１次コイルのコアの端面に近接位置で対向するようにし、２次コイルの電力の伝達効率を高めた、請求項１記載の水流エネルギー利用した発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載において取付枠が回転体の回転中心から半径方向に延びた上下複数本の横フレームと、上下の横フレームを連結する複数本の縦フレームとからなり、受圧板は横フレームの上端に回動自在に取付けられ、
受圧板制動手段は受圧板の自由端が最下位置となる角度以上に受圧板が回転するのを防ぐ下ストッパを受圧板を取付けた横フレーム下方に設け、受圧板を取付けた横フレームの各受圧板の左右側辺近くの位置でしかも同横フレームから直角に且つ前記回転軌跡面に沿って略平行に延びたストッパ取付部材を複数設け、同ストッパ取付部材に回転軌跡の面に対して０°又は０°に近い小さな角δで受圧板の上面と当接して上方への回転を抑止する上固定ストッパを前記ストッパ取付部材から隣接する各受圧板に向けて略直角に取付け、又ストッパ取付部材の途中にストッパ取付部材の長手方向からストッパ取付部材の長手方向に対し略直角になる直角方向まで回転できる回転ストッパを枢支し、しかも同回転ストッパの回転する下板は上下方向に離れた上面と下面を有し、回転ストッパの下板の下面はこれと受圧板の上面が当接すると受圧板が前記の下げ角度θ以上に浮き上らないように規制して受圧板を揺動可能状態とし、一方回転ストッパの下板の上面は受圧板の下面と当接すると受圧板を前記上固定ストッパと協同して受圧板を略水平に固定するように規制する形状寸法として回転ストッパの下板の上面で受圧板を固定状態にできるようにし、同回転ストッパを長手方向と直角方向に回動させる電力を動力源として作動する回動手段を取付枠側に設け、同回動手段によって回転ストッパの下板を長手方向又は直角方向に切替える構造とし、
受圧板制動手段の状態操作手段は、設置台の海又は水の水流が流れてくる上流を回転位相０°とすると受圧板を取付けた横フレームが水流に対し略直角となる回転体の回転位相の９０°又は２７０°となる前の少なくとも２０°以上手前の位置で、回転ストッパを直角方向から長手方向にする操作命令を送った後、それから少し回転した回転位相９０°又は２７０°に近い回転位相前後位置で回転ストッパを長手方向から直角方向にする操作命令を送るようにした、請求項１又は２記載の水流エネルギー利用した発電装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載において取付枠が回転体の回転中心から半径方向に延びた上下複数本の横フレームと、上下の横フレームを連結する複数本の縦フレームとからなり、受圧板は横フレームの上端に回動自在に取付けられ、
受圧板制動手段は受圧板の自由端が最下位置となる角度以上に受圧板が回転するのを防ぐ下ストッパを受圧板を取付けた横フレーム下方に設け、受圧板を取付けた横フレームの各受圧板の左右側辺近くの位置でしかも同横フレームから直角に且つ前記回転軌跡面に沿って略平行に延びたストッパ取付部材を複数設け、同ストッパ取付部材に回転軌跡の面に対して０°又は０°に近い小さな角δで受圧板の上面と当接して上方への回転を抑止する上固定ストッパを前記ストッパ取付部材から隣接する各受圧板に向けて略直角に取付け、又ストッパ取付部材の途中にストッパ取付部材の長手方向からストッパ取付部材の長手方向に対し略直角になる直角方向まで回転できる回転ストッパを枢支し、しかも同回転ストッパは受圧板の厚みより長く上下方向に離れた上板と下板を有し、回転ストッパの下板はこれと受圧板の上面が当接すると受圧板が前記の下げ角度θ以上に浮き上らないように規制して受圧板を揺動可能状態とし、且つ回転ストッパの上板と下板との間に受圧板を挟んで受圧板を略水平に固定できる形状寸法として回転ストッパの下板の上面で受圧板を固定状態にできるようにし、同回転ストッパを長手方向と直角方向に回動させる電力を動力源として作動する回動手段を取付枠側に設け、同回動手段によって回転ストッパを長手方向又は直角方向に切替える構造とし、
受圧板制動手段の状態操作手段は設置台の海又は水の水流が流れてくる上流を回転位相０°とすると受圧板を取付けた横フレームが水流に対し略直角となる回転体の回転位相の９０°又は２７０°となる前の少なくとも２０°以上手前の位置で、回転ストッパを直角方向から長手方向にする操作命令を送った後、それから少し回転した回転位相９０°又は２７０°に近い回転位相前後位置で回転ストッパを長手方向から直角方向にする操作命令を送るようにした、請求項１又は２記載の水流エネルギー利用した発電装置。
【請求項５】
状態操作手段の機器が、設置台に電磁気・光・水中無線又は水中音波を用いて操作命令を発信する送信器を設け、回転体側にそれを受けて受圧板制動手段の電気制御信号に変換する受信器を設け、操作命令を前記送信器と受信器とによって設置台から回転体側の受圧板制動手段に電気制御信号として伝達するものである、請求項１〜４いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項６】
状態操作手段の機器が、設置台に物理的力を与える加圧体を設け、回転体側に同加圧体で開閉する電気開閉器のスイッチを設け、設置台上の加圧体をアクチュエータで制動して、前記スイッチを作動させて回転体側の受圧板制動手段に電気的制御信号を送出する、請求項１〜４いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項７】
設置台内の回転体の回転が伝達された回転軸の途中にその回転を減速させる外部から入切制御できる常時切のブレーキ装置を設けて入制御で回転体を減速又は静止させるようにし、更に同回転軸に常時伝動のクラッチを介して回転軸の回転を発電機の入力軸に回転を伝達し、更に強制回転用モータの出力軸の動力をクラッチを介して前記回転軸に回転を伝達できるようにして回転体を強制回転可能にした、請求項１〜６いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項８】
各受圧板の自由端にヘ字状に折曲したフラップを取付け、同フラップに作用する水流からの力によって回転位相９０°に近づく位相では自由端が最下位置方向に早期に向かうようにし、回転位相２７０°に近づく位相で受圧板を早期に水平状態に近づけるようにした、請求項１〜７いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項９】
受圧板の比重を設置される海水又は河川の水の比重の０．９５〜０．９９倍とし、しかも受圧板の取付け側の一端の回転軌跡面からの下げ角度θが３°〜６°の範囲であり、又受圧板の固定の角度δが前記回転軌跡面を０°とした−３°〜＋３°の範囲である、請求項１〜８いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項１０】
設置台の平面形状を楕円状とし、その長軸方向を設置される海中又は水中の主たる水流の流れ方向となるように設置台を海中又は水中に設置し、同設置台の外側に環状の固定ガイドフレームを上下方向に複数段設け、同固定ガイドフレームに回転体を回動自在に取付けた構造のものである、請求項１〜９記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項１１】
設置台の甲板部に、設置される海又は川の最高水位でも筒上端が水沈しない設置台内へ人が出入できる開閉蓋付の通行筒を設けた、請求項１〜１０いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項１２】
設置台の内部の一部を中空として、水中で大きな浮力を発生させ、しかも設置台から海底面又は水底面に投下したアンカーウェイトをくさりで係留して、設置台に取付けられた回転体と取付枠と受圧板とそれらの付属物及び設置台内に配置した機器の重さによる下方力とくさりの引張力と設置台の浮力とを平衝させて、発電装置を海中・水中で固定させた、請求項１〜１１いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【請求項１３】
海水又は水中に設置された発電装置の外周を囲うように且つ海底面から海面まで延びた中・大型の魚・哺乳動物の進入を阻止する定置網を設け、同定置網を上方に引張するフロートの上部に海面より上方に突出する海面柵部を設け、発電装置への中・大型の魚と動物の進入及び人の無断進入を防止するようにして発電装置・動物と人の安全を確保した、請求項１〜１２いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海中又は水中に設置され、海中又は水中にある水流によって、特に海中の潮汐流の流れによって電力を発生させることに有効な、発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
再生可能自然エネルギーの活用は地球的課題であるとしても過言ではない。
水力、風力、太陽光、地熱、バイオ等は、技術的課題は解決されて、世界中で活用されている。しかし、最も期待の大きい海の自然エネルギーの活用は、技術的課題も大きく、いまだ実現の例も少ない。
その中で、潮流発電に関しても多数の試みが世界的にもなされてきたが、いまだ普遍性を持った技術が報告されていない。日本の潮流と水深の分布から、潮流発電を設置する海域を限定して、駆動構造の方式を考えた。潮流は速いほど良いが、比較的に流速が低い１ノットから２ノットの範囲の海域は、瀬戸内海から九州にかけて、広く分布している。水深も浅く４０ｍ程度以下であり、陸地も近く、この海域を対象に適応する潮流発電の駆動構造を考えれば、製作コスト、運転コストも有利で、採用、活用も広範囲に期待される。
又、潮流の流速がやや大きい２ノットから４ノットの海域も日本・世界に多くあり、この流速の潮流域又は海流域で発電すれば、大きな発電能力（ＭＷ），年間総発電量（億ｋＷｈ）も大きくでき、再生可能エネルギーの有力な発電方式として期待される。
【０００３】
潮流発電装置の駆動構造に関しても、風車のプロペラ式、船のプロペラ式、ダリウス翼車式、サボニウス翼車式など、さらに固定翼、クロスフロー、捩れ翼、バケットコンベアー式、等多数のものが提案されている。いずれも、海の過酷な条件に対して、一長一短の理由があるためか、試行の段階であり、活用の域に無い。
【０００４】
製造コスト最小な単純構造として、まず古来から現在まで活用されてきた地上の水車のモデルがある。しかし、開放型横軸片掛け水車を横に倒して流水中に沈めるとそのままでは回らない。そこで、ここで導水板を使って水流を片側だけにかかる様にすれば回転する。これがクロスフロー式であるが、実海面での導水板の設置は、固定式でも、可動式でも、コストも過大で、実現していない。
【０００５】
改良された水車羽根型の発電装置として、特許文献１に記載の発明があるが、これは回転体の全周に均等に羽根を複数枚を設け、同羽根をストッパ部によって所定範囲では立上げて流体受け部を形成し、その反対側の角度範囲では羽根を倒れるようにして、羽根の流体受け部に流体を送るために流体を誘導する流体ガイド板を設ける構造である。
しかしながら、この水車羽根型の発電装置では、流体の流れ方向が逆になったり、方向が変る海中では流体を常時流体受部へ誘導できず、発電が不安定となると判断される。
【０００６】
又、これとは別に回転体に放射状の羽根を複数板取り付け、その羽根の取付角度の一部が流れに対して直角にし、その反対側の羽根を流れに対して平行にするようにギヤ機構で行えるようにする風車が特許文献２に開示されているが、その羽根取付角度調整機構は複雑であり、長年使用すると羽根に作用する力で故障し、長期安定作動が難しいと判断される。又、この羽根取付角度調整機構によってエネルギー損失が大きく、効率的な発電は難しいと判断される。
【０００７】
現在、対象とする海域の条件に適応する潮流発電装置の駆動構造の開発が必要とされている。海域の条件は潮流速度が１．０〜２．０ノットの低流速の潮流域又は２．０〜４．０ノットの比較的に流速が速い潮流域であって、水深が−４５ｍから−１０ｍ程度の海域とする。さらに、潮流方向の変化にたいしてはクロスフローの導水板や、プロペラ方式の旋回機構、など特段の機構を必要としないシンプルな構造であること。また、広範囲の採用・活用を図るため、発電能力は１００ｋＷ，５００ｋＷ，１ＭＷ，２ＭＷ，３〜６ＭＷ等に対応できること、最終的には発電コストを最小にすること、製造コスト最小の単純な構造とし、高度な技術・精度を要しないで、潮流の方向の変化に対応できて確実に発電出来るようにすることが期待されるものである。
【０００８】
又、特許文献３に記載の発明は、水中に沈むように設けられたタテ軸に水平なヨコ軸を放射状に複数取付け、このヨコ軸に回転羽根を揺動自在に吊り下げ、同回転羽根を二つのストッパで略水平から垂直の角度範囲に制動し、しかもこの回転羽根を板状又は翼状にすることで、水上流に向って右まわりの２７０°位相では水流からの揚力によって略水平にして水からの抗力を小さくし、回転羽根に働く反対の９０°の位相での水抗力の差を大きくして右方向の回転トルクを強く発生させて、その回転力で発電機を回動させて発電させるものである。
【０００９】
しかしながら、この特許文献３の発明で、回転羽根を略水平に保持することの確実性が低いものである。２７０°の位相で回転羽根を略水平に保持するには所定の速度以上の水流が必要であり、低い流速の水流のときは又は回転の動き始めにおいては、その水からの揚力が弱く、水平方向に回転羽根が揺動しにくい。又、１８０°の位相では水からの揚力が弱く回転羽根が水平方向に揺動する力が弱く、２７０°の位相で水平になりにくい。又、水流の流速方向が変化すると回転羽根が上下に揺れがちとなる。
このように、水平になることの確実性が低く、強い回転トルクの発生が期待できにくい。
更に、特許文献３の発明では、小径の垂直なタテ軸に直接ヨコ軸を放射状に取付けるものであり、回転羽根に働く回転トルクはヨコ軸とタテ軸との挟・接合部に集中的に働いて、ヨコ軸がその取付位置で破損し易く、大きな回転トルク（発電量）に耐えられない。又、回転羽根の水力作用中心位置とタテ軸との距離は長くとれず、大きな回転トルク（発電量）を発生させることは難しいと判断される。
【００１０】
更に、特許文献４の発明は、本発明者が先に出願した特許発明であり、潮流の方向にかかわらず効率よく発電でき、又その潮流速も１〜３ノットでも作動できるようにした実用的な潮流発電装置である。その構造は水中の設置台のまわりに回転体を設け、同回転体の円周に沿って複数の取付枠を放射状に取付け、取付枠の半径方向に延びた横フレームに複数の水よりやや比重を軽くして浮力を発生させる受圧板を水平から−４°から−９０°の間で揺動できるように枢着し、受圧板に働く水流からの回転トルクで回転体を回転させ、その回転体の回転を設置台に伝達して、その回転力でもって発電機を作動させるものである。これであれば、潮流・水の流れの方向にかかわらず回転体を回転でき、安定した発電を簡単な水中構造物で可能とした。
しかしながら、発電装置が事故・故障してその補修・検査の為に、回転体と受圧板の回転を強制停止させること及び受圧板の揺動を止めて固定することについては何ら開示がなかった。
【００１１】
本発明の発電装置には点検・補修・部品・消耗品交換する作業又は回転体・フレーム・受圧板にからみ付いた漂流物の除去作業が定期的・不定期的に必要となる。
引用文献４の発明において回転体・受圧板の回転を強制的に低速化・静止させるために従来知られている回転軸の回転を強制停止するメカ的ブレーキ装置を採用しても、受圧板の回転中での回転停止及び非回転中での回転停止維持に大きな負荷（２００，０００ｋｇｆ・ｍ程、又はそれ以上の回転トルク）が常時作用するので、従来のメカ的ブレーキ装置では本願発明の受圧板・回転体の回転を停止させようとすれば、ブレーキ機構がその大きな回転トルクに負けて破損・破壊するか発熱を生じる可能性が大きく、受圧板・回転体の回転停止には採用し難いものである。
【００１２】
尚、潮流で発電させる発電装置の場合では、潮止りの時間が１日に４時間以上あるので、この潮止りの時間帯を利用して受圧板・取付枠・回転体を設置台内の設けた通常のブレーキ装置を作動させることで、受圧板等の回転は容易に停止でき、潮止りの時間帯にクリーニング・点検等の水中作業を行えば安全にでき、回転停止の問題はかなり軽減できるが、それでも受圧板の揺動があり、これを止めることが作業上の安全上更に好ましいことであった。
【００１３】
本発明者の次の発明である引用文献５では、受圧板の揺動を止めて略水平に保持して固定状態とする機構及び受圧板を水平から下方４°〜９０°程の角度範囲で揺動可能状態にする角度規制する機構について開示がある。これによって回転停止させる場合、まず受圧板を略水平に固定できれば回転トルクを大巾に低下させ、その後従来知られているブレーキ装置を使用すれば、受圧板・回転体の回転停止と受圧板の揺動を容易に停止でき、点検・補修・交換作業又は除去作業が安全に行えるようにできる。
【００１４】
しかしながら、揺動可能状態及び固定状態とするための受圧板を制動する駆動源は、回転体側に設置されるエアタンクの高圧空気による空気圧力を使用するものである。これを用いてエアシリンダーを駆動して受圧板の角度制動の機構を作動させるものである。
【００１５】
しかし、この引用文献５のエアタンクを駆動源を使用する方法では機構を作動させる毎に高圧空気が消費されるため、エアタンクの交換作業が必要となって作業回数を増大させる。この交換作業は受圧板の回転及び揺動を止めての水中での作業となるので、手間・時間・コストがかかるものとなるという問題点があった。又、このエアタンクの高圧空気の制御は、設置台側からのエア回路の回転している切換弁を設置台側からの加圧力による切換作動が必要として、やや構造が複雑になるという欠点があった。
【００１６】
次に、引用文献６の発明では引用文献３と同様に本願発明の中央にある設置台が存在せず、回転中心にある縦回転シャフトに直接横回転シャフト３を放射状に４個取付けられている。この横回転シャフト３に回転受圧羽根４が揺動自在に取付けられている。
そのため、引用文献６の発明では回転受圧羽根４に働く水流からの水圧力による回転モーメントは全て一本の縦回転シャフト２に働き、しかも同じ高さ位置に４本の横回転シャフト３の取付部が集中しているので、縦回転シャフト２は大きな回転トルクに耐えることが難しく、機械的強度に問題が生じる。この取付部の破損が生じる危険性が高い。
又、回転受圧羽根４に働く水圧力による回転トルクは、回転受圧羽根４の半径方向の中間位置と縦回転シャフト２の中心との間の回転アームの長さが短いので、本願発明に比べて小さな回転トルクしか発生しない。回転トルクが小さい分発電量も小さくなり、よって大きな発電量を得にくい構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０１２−２２２０号公報
【特許文献２】特許第４７１７９６６号公報
【特許文献３】実願平３−７６４４８号マイクロフィルム
【特許文献４】特許第５３４７０４８号公報
【特許文献５】特許第５４５１９３８号公報
【特許文献６】国際公開第２０１１／１２９０５６  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明が解決しようとする課題は、従来の海流、水流を使った発電装置の構造上の問題点・欠点を解消し、簡単な構造でもって長期間耐久性をもって確実に作動でき、しかも３０〜５０ｍ程の直径エリアにおいて５００ｋＷ〜数ＭＷ程の大きな電力を発電可能にでき、しかも発電装置の点検・補修・部品交換・漂流物の除去等の水中作業の為に、受圧板の回転・揺動を停止させるが容易にでき、更に受圧板の角度制動の動力源に電力が使用にでき、その制御・制動を容易なものにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  海中又は水中で固定される設置台を設け、同設置台の外側に回転体を回転自在に取付けるとともに、同回転体の回転軸線を設置される海中又は水中の水流の流れと略直角となる縦方向に設定し、同回転体から円周に沿って複数の取付枠を放射状に取付け、その各取付枠の回転中心から半径方向に延びた上辺部材に平板状受圧板を複数個所定間隔離して配置するとともに各受圧板の一端を前記上辺部材に揺動自在に取付け、又同受圧板の質量をその容積の４℃の真水の質量で割った受圧板の比重を設置される海水又は水の比重より僅か小さくして海・水中で受圧板に浮力を発生しえるようにし、更に回転軸線まわりに回転する間に各受圧板の揺動の角度範囲が受圧板の自由端側が受圧板の取付け側の一端の回転軸線まわりの回転軌跡の面より少し下方となるように受圧板が下方に傾く所定の下げ角度θから、受圧板が回転体の略回転軸線方向となる自由端の最下位置までの角度範囲で受圧板が揺動できる揺動可能状態と、受圧板の姿勢を回転軸線まわりに回転する間に前記回転軌跡の面に対して０°か又は０°に近い小さな角度δで略水平となるように受圧板を常に固定する固定状態とのいずれの状態にも電力を動力源として切替できる受圧板制動手段を設け、同受圧板制動手段に受圧板の状態を他の状態に切替える操作命令を設置台側の機器又は遠隔地で操作する機器から回転体側の受圧板制動手段に非接触的方法又は接触を伴う方法で伝達して電気的制御信号に変換して操作命令の通りに受圧板制動手段を作動させる状態操作手段を備え、前記回転体の設置台に対する回転を設置台内の回転軸に伝達する回転伝達手段を設け、設置台内に前記回転軸の回転で発電する発電機を設け、同発電機の出力電力を有線で設置台近くの陸上又は海上あるいは水上船体に送電するようにし、しかも、回転体側にある受圧板制動手段の電力の動力源は、回転する回転体に近接した設置台の周縁部に巻線をコアに巻回した防水処理された１次コイルを１個所又は複数個所配置するとともに、回転体側の回転体又はこれに固設した取付枠であって前記の設置台の１次コイルと近接できる位置に巻線をコアに巻回した防水処理された２次コイルを複数個所又は１個所設け、前記１次コイルに交流を設置台の側の電源を用いて印加し、２次コイルが１次コイルに近接すると電磁誘導で２次コイルに電力を出力できるようにし、この２次コイルに発生する交流の電力でもって又は２次側の交流電圧を整流器で直流に変換してバッテリーに電力を充電させて同バッテリーの電力でもって受圧板制動手段に給電してこれを作動するものとし、受圧板を揺動可能状態とすると潮流又は水流によって受圧板に発生する力と受圧板の浮力と受圧板の角度制動とによって確実に回転体を回動させて発電でき、受圧板を固定状態とすることで回転体の回転を低速又は停止し易くした、水流エネルギーを利用した発電装置
２）  １次コイルのコアの端面が回転体側に臨み、又２次コイルのコアの端面は１次コイルのコアの端面に近接位置で対向するようにし、２次コイルの電力の伝達効率を高めた、前記１）記載の水流エネルギー利用した発電装置
３）  前記１）又は２）記載において取付枠が回転体の回転中心から半径方向に延びた上下複数本の横フレームと、上下の横フレームを連結する複数本の縦フレームとからなり、受圧板は横フレームの上端に回動自在に取付けられ、
受圧板制動手段は受圧板の自由端が最下位置となる角度以上に受圧板が回転するのを防ぐ下ストッパを受圧板を取付けた横フレーム下方に設け、受圧板を取付けた横フレームの各受圧板の左右側辺近くの位置でしかも同横フレームから直角に且つ前記回転軌跡面に沿って略平行に延びたストッパ取付部材を複数設け、同ストッパ取付部材に回転軌跡の面に対して０°又は０°に近い小さな角δで受圧板の上面と当接して上方への回転を抑止する上固定ストッパを前記ストッパ取付部材から隣接する各受圧板に向けて略直角に取付け、又ストッパ取付部材の途中にストッパ取付部材の長手方向からストッパ取付部材の長手方向に対し略直角になる直角方向まで回転できる回転ストッパを枢支し、しかも同回転ストッパの回転する下板は上下方向に離れた上面と下面を有し、回転ストッパの下板の下面はこれと受圧板の上面が当接すると受圧板が前記の下げ角度θ以上に浮き上らないように規制して受圧板を揺動可能状態とし、一方回転ストッパの下板の上面は受圧板の下面と当接すると受圧板を前記上固定ストッパと協同して受圧板を略水平に固定するように規制する形状寸法として回転ストッパの下板の上面で受圧板を固定状態にできるようにし、同回転ストッパを長手方向と直角方向に回動させる電力を動力源として作動する回動手段を取付枠側に設け、同回動手段によって回転ストッパの下板を長手方向又は直角方向に切替える構造とし、
受圧板制動手段の状態操作手段は、設置台の海又は水の水流が流れてくる上流を回転位相０°とすると受圧板を取付けた横フレームが水流に対し略直角となる回転体の回転位相の９０°又は２７０°となる前の少なくとも２０°以上手前の位置で、回転ストッパを直角方向から長手方向にする操作命令を送った後、それから少し回転した回転位相９０°又は２７０°に近い回転位相前後位置で回転ストッパを長手方向から直角方向にする操作命令を送るようにした、前記１）又は２）記載の水流エネルギー利用した発電装置
４）  前記１）又は２）記載において取付枠が回転体の回転中心から半径方向に延びた上下複数本の横フレームと、上下の横フレームを連結する複数本の縦フレームとからなり、受圧板は横フレームの上端に回動自在に取付けられ、
受圧板制動手段は受圧板の自由端が最下位置となる角度以上に受圧板が回転するのを防ぐ下ストッパを受圧板を取付けた横フレーム下方に設け、受圧板を取付けた横フレームの各受圧板の左右側辺近くの位置でしかも同横フレームから直角に且つ前記回転軌跡面に沿って略平行に延びたストッパ取付部材を複数設け、同ストッパ取付部材に回転軌跡の面に対して０°又は０°に近い小さな角δで受圧板の上面と当接して上方への回転を抑止する上固定ストッパを前記ストッパ取付部材から隣接する各受圧板に向けて略直角に取付け、又ストッパ取付部材の途中にストッパ取付部材の長手方向からストッパ取付部材の長手方向に対し略直角になる直角方向まで回転できる回転ストッパを枢支し、しかも同回転ストッパは受圧板の厚みより長く上下方向に離れた上板と下板を有し、回転ストッパの下板はこれと受圧板の上面が当接すると受圧板が前記の下げ角度θ以上に浮き上らないように規制して受圧板を揺動可能状態とし、且つ回転ストッパの上板と下板との間に受圧板を挟んで受圧板を略水平に固定できる形状寸法として回転ストッパの下板の上面で受圧板を固定状態にできるようにし、同回転ストッパを長手方向と直角方向に回動させる電力を動力源として作動する回動手段を取付枠側に設け、同回動手段によって回転ストッパを長手方向又は直角方向に切替える構造とし、
受圧板制動手段の状態操作手段は設置台の海又は水の水流が流れてくる上流を回転位相０°とすると受圧板を取付けた横フレームが水流に対し略直角となる回転体の回転位相の９０°又は２７０°となる前の少なくとも２０°以上手前の位置で、回転ストッパを直角方向から長手方向にする操作命令を送った後、それから少し回転した回転位相９０°又は２７０°に近い回転位相前後位置で回転ストッパを長手方向から直角方向にする操作命令を送るようにした、前記１）又は２）記載の水流エネルギー利用した発電装置
５）  状態操作手段の機器が、設置台に電磁気・光・水中無線又は水中音波を用いて操作命令を発信する送信器を設け、回転体側にそれを受けて受圧板制動手段の電気制御信号に変換する受信器を設け、操作命令を前記送信器と受信器とによって設置台から回転体側の受圧板制動手段に電気制御信号として伝達するものである、前記１）〜４）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
６）  状態操作手段の機器が、設置台に物理的力を与える加圧体を設け、回転体側に同加圧体で開閉する電気開閉器のスイッチを設け、設置台上の加圧体をアクチュエータで制動して、前記スイッチを作動させて回転体側の受圧板制動手段に電気的制御信号を送出する、前記１）〜４）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
７）  設置台内の回転体の回転が伝達された回転軸の途中にその回転を減速させる外部から入切制御できる常時切のブレーキ装置を設けて入制御で回転体を減速又は静止させるようにし、更に同回転軸に常時伝動のクラッチを介して回転軸の回転を発電機の入力軸に回転を伝達し、更に強制回転用モータの出力軸の動力をクラッチを介して前記回転軸に回転を伝達できるようにして回転体を強制回転可能にした、前記１）〜６）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
８）  各受圧板の自由端にヘ字状に折曲したフラップを取付け、同フラップに作用する水流からの力によって回転位相９０°に近づく位相では自由端が最下位置方向に早期に向かうようにし、回転位相２７０°に近づく位相で受圧板を早期に水平状態に近づけるようにした、前記１）〜７）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
９）  受圧板の比重を設置される海水又は河川の水の比重の０．９５〜０．９９倍とし、しかも受圧板の取付け側の一端の回転軌跡面からの下げ角度θが３°〜６°の範囲であり、又受圧板の固定の角度δが前記回転軌跡面を０°とした−３°〜＋３°の範囲である、前記１）〜８）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
１０）  設置台の平面形状を楕円状とし、その長軸方向を設置される海中又は水中の主たる水流の流れ方向となるように設置台を海中又は水中に設置し、同設置台の外側に環状の固定ガイドフレームを上下方向に複数段設け、同固定ガイドフレームに回転体を回動自在に取付けた構造のものである、前記１）〜９）記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
１１）  設置台の甲板部に、設置される海又は川の最高水位でも筒上端が水沈しない設置台内へ人が出入できる開閉蓋付の通行筒を設けた、前記１）〜１０）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
１２）  設置台の内部の一部を中空として、水中で大きな浮力を発生させ、しかも設置台から海底面又は水底面に投下したアンカーウェイトをくさりで係留して、設置台に取付けられた回転体と取付枠と受圧板とそれらの付属物及び設置台内に配置した機器の重さによる下方力とくさりの引張力と設置台の浮力とを平衝させて、発電装置を海中・水中で固定させた、前記１）〜１１）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
１３）  海水又は水中に設置された発電装置の外周を囲うように且つ海底面から海面まで延びた中・大型の魚・哺乳動物の進入を阻止する定置網を設け、同定置網を上方に引張するフロートの上部に海面より上方に突出する海面柵部を設け、発電装置への中・大型の魚と動物の進入及び人の無断進入を防止するようにして発電装置・動物と人の安全を確保した、前記１）〜１２）いずれか記載の水流のエネルギーを利用した発電装置
にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転体から放射状に取付けた取付枠の上端に揺動自在に取付けた複数の受圧板は、水流からの受圧力と、受圧板の重力・浮力と、受圧板の回転による受圧揚力との力を受けるが、受圧板の回転位相（以下、取付枠の横フレームの方向が水流の上流方向を示す取付枠の位相角を０°とし、受圧板が水流の力でその自由端が押し下げられて略鉛直に制止される側に向う方向（以下正回転方向という）に取付枠・受圧板を回転させたときの位相角０°からの回転角度を回転位相の角度という）によって、これらの力のバランスを変化させて回転トルクを常時得るようにする。しかも、水流の方向が変化しても常に回転トルクを発生し、発電できるものとしている。
【００２１】
受圧板が固定されず揺動可能状態では水流の流れ方向と取付枠の方向とが直交する回転位相９０°及びその前後の４５°〜９０°，９０°〜１３５°の回転位相にある受圧板は、水流から強い受圧力を受け、その力は受圧板の自由端を下流方向に回動するように作用する。この回転位相９０°付近では受圧板の自由端が最下位置近くになるように回動されるが、受圧板制動手段によって受圧板は略鉛直に保持され、この位相での受圧板に作用する水流からの強い受圧力は取付枠を介して回転体に対して正回転方向（上から見て時計方向）に回動させようとする高い回転トルクを与える。
他方の直交する回転位相２７０°前後では、受圧板は水流からの受圧抗力と浮力と回転による水流からの受圧揚力によって、受圧板の自重の力に抗してその自由端が水平方向になるように付勢され、受圧板制動手段で略水平（上端の回転軌跡面）からやや自由端が低くなる軽い傾斜角の下げ角度θで制止される。従って、この位相では、受圧板に作用する力は水流の流れ方向と略平行になることで小さく、取付枠・回転体を正回転方向と逆方向に回転させる力（抗力）の発生が弱く、正回転と逆の反対回転に回動させようとする回転トルクはきわめて小さく、回転トルクの合計は受圧板を正回転方向に回転させる。図２２参照。
【００２２】
又、中間の位相の１４５°〜２２５°及び３１５°〜０°〜３０°の範囲では、その範囲の受圧板は鉛直でも又は水平でもない傾いた浮遊状態にあって、回転トルクの発生は小さく、又正回転方向の回転を阻害するトルク抵抗の発生は少ない。
よって、本発明の受圧板は回転位相４５°〜１３５°で発生する強い回転トルクによって回転位相０°から９０°に向う正回転方向に回動し、取付枠・回転体は確実に回転され、発電機の発電も確保される。
水流の流れの方向が変化しても、その水流の流れに対する回転位相４５〜１３５°で強い水圧力による回転トルクが発生し確実に回転体は回転できて発電できる。
回転位相の１４５°〜２２５°及び３１５°〜０°〜３０°の中間における受圧板の回転位相９０°、２７０°（鉛直状態又は水平状態）への移行は、受圧板の９０°での揺動の制止と、僅かな下げ角度θでの制止による水からの力と、浮力と、回転速度による水からの揚力等とによって円滑に行える。
【００２３】
本発明では受圧板は揺動可能状態か、略水平の固定状態かのいずれかの状態となる。その状態を保持する構造及び状態を切替える機構は、受圧板制動手段によって行われる。この受圧板制動手段には、力・トルクを必要とするため動力源を有するが、本発明での受圧板制動手段の動力源は設置台の外周縁に設けたコア付１次コイルに交流を印加し、回転する回転体側に設けたコア付２次コイルがこの１次コイルに近接して、１次コイルの磁力線の磁束が２つのコアを介して及びコア間の海水・プラスチック等の介在物を透過して２次コイルに誘導され、２次コイルに２次電圧と２次電流が発生し、回転体側に１次コイルに印加した電力の一部が２次コイルに伝達され、回転側の受圧板制動手段をこの電力を用いて作動させることができるものである。２次コイルの交流電力はそのまま又は変圧して、あるいは直流に変換してバッテリーに充電し、直流電圧として使用することが可能である。
【００２４】
受圧板制動手段が電気でもって作動できるので、陸上で使用できる高信頼性・高精度の電気機器（電磁ソレノイド，電動モータ，電動シリンダー，電動アクチュエータ，電動ウィンチ，水シリンダーとその水圧を発生させる電動式水ポンプ，油圧シリンダーとその油圧を発生させる電動式油圧ポンプ等の駆動力を発生させる電気機器）が使用でき、これらを防水パッケージ・防水処理されることで海水・水中で使用可能となる。
又、これらの電気機器の制御装置も電気制御となるので現在の電気技術が使用でき、正確・確実な制御を容易に且つ小型でできるようになる。
【００２５】
更に、本発明では回転している回転体側でも電力が使用できるので、受圧板の揺動・静止状態の観察、回転体・取付枠・回転ストッパの状態及び水中漂流物の付着状態等の観察する水中カメラを回転体側に設置できる。回転体側の取付枠の回転速度計測・受圧板の傾き角度計測器等の各種計測器・センサーが回転体側に設置できる。更に、回転体側の取付枠に取付けた発電装置の存在・回転物の存在を外部の人・船に対して示す接近禁止の警告灯の開閉制御信号及び上記の計測器・センサーの情報及びこれらを制御する水中の回転体側と設置台又は海上船体との間の信号・情報の伝達手段として、水中音波・水中超音波・光・レーザー・電磁誘導・水中放射（水中無線）等の方法による非接触による情報・制御情報の伝達手段が使用できる。これらの伝達手段の送信器・受信器・投光器・受光器等の公知の電気機器が防水処理するだけで自由に使用できるようになり、制御及び関連情報を設置台・海上船舶・陸上施設へ送れることが容易となる。よって、本発明の発電装置の観察・制御がきめ細かくできるようになる。
又、設置台の上部に通行筒を設けたものであれば、この通行筒に無線アンテナを取付ければ無線アンテナは海面上に配置でき、陸上施設，離れた海上船と水中の発電装置とは無線（電波）での情報・制御信号の送受信が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施例の海中での設置状態を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例の回転体と取付枠の骨組構造を示す説明図である。
【図３】図３は、実施例の受圧板の取付構造及び１次コイルと２次コイルの配置を示す説明図である。
【図４】図４は、実施例の回転伝達手段の構造を示す説明図である。
【図５】図５は、実施例の回転伝達手段の詳細と回転体の取付構造と１次コイルと２次コイルの取付構造とを示す説明図である。
【図６】図６は、実施例の回転体の下部の支持構造を示す説明図である。
【図７】図７は、実施例の取付枠の横フレームの支持構造を示す説明図である。
【図８】図８は、実施例の回転伝達手段のラック歯車とピンとの係合を示す説明図である。
【図９】図９は、実施例の受圧板の内部構造を示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施例の受圧板の横フレームとの取付構造を示す平面図である。
【図１１】図１１は、実施例の受圧板の横フレームと枢支の構造を示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施例での受圧板の揺動を示す説明図である。
【図１３】図１３は、実施例のストッパ取付部材と回転ストッパ・上固定ストッパの取付を示す説明図である。
【図１４】図１４は、実施例の回転ストッパの動作説明図である。
【図１５】図１５は、実施例の回転ストッパの構造と直角方向の状態を示す説明図である。
【図１６】図１６は、実施例の他の回転ストッパの構造を示す説明図である。
【図１７】図１７は、実施例の図１６の他の回転ストッパの動作説明図である。
【図１８】図１８は、実施例の電力の伝達と状態操作手段の制御信号の伝達の機器を示す説明図である。
【図１９】図１９は、実施例の電力の伝達のコア付１次コイルとコア付２次コイルの配置を示す説明図である。
【図２０】図２０は、実施例の状態操作手段の構造を示す説明図である。
【図２１】図２１は、実施例の状態操作手段の設置側の回路ブロック図である。
【図２２】図２２は、実施例の状態操作手段の回転体側の回路ブロック図である。
【図２３】図２３は、実施例の設置台における１次コイルと信号伝達用直流コイルの配置状態を示す説明図である。
【図２４】図２４は、本発明の受圧板の傾き姿勢を示す説明図である。
【図２５】図２５は、実施例の通行筒を示す平面図である。
【図２６】図２６は、実施例の設置台の沈降の状態を示す説明図である。
【図２７】図２７は、本発明の海底地盤設置型の他の形態の設置台の説明図である。
【図２８】図２８は、本発明の保護のため定置網を設置した例を示す説明図である。
【図２９】図２９は、図２８の定置網の設置の状態を示す平面視の説明図である。
【図３０】図３０は、大型フロートの海面柵部を示す拡大図である。
【図３１】図３１は、実施例における情報と制御信号の授受の伝達方法と定置網設置と監視カメラの監視状況を示す説明図である。
【図３２】図３２は、本発明の状態操作手段の物理的接触による信号の伝達の機構例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の回転体の回転軸線の方向は、設置した海中・水中の流速の方向と略直角となるように、且つ潮流・水流の方向と受圧板とがその回転位相の９０°で略直角となるようにする。一般に潮流・水流は海底面・水底面に略平行となることが多いので、回転体の回転軸線は設置する海底面・水底面の地面に直角の縦方向となることが多い。
【００２８】
本発明の設置台としては、図２７に示すような海底面又は水底面上に載置されて固定的に設置される円筒又は楕円筒の形状の筺体タイプと、以下の実施例の如く、海底面又は水底面にアンカーで係留された海中又は水中で浮遊する構造体のタイプと、海面・水面上の空中構造体（橋・水中タワー等）から海・水中へ垂設された取付台タイプ、又は海・水面に浮ぶ係留された浮体・船体から海・水中へ垂設された取付台タイプとがある。
尚、設置台及びその上部の通行筒は水深に応じた耐水圧の構造とする。
更に、取付枠に受圧板を上下方向に複数段設ければ、回転トルク及び出力電力も複数倍にできて高い発電量を得ることができる。段数によって発電量を変えることができる。
【００２９】
本発明の設置台の外形状を楕円形状として、その長軸方向を設置する海・水での水流の主たる水流の方向に設置することが設置台による水流の乱れを少なくして、発電効率を高める（図２４参照）。海中の潮の流れの方向は、時間とともに変動するが、その場合は水流の流れの方向の時間的に多い方向を「主たる水流の方向」とする。又は、流速が速い時間帯の水流エネルギーを主に使用する場合は、その時間帯の水流の流れの方向を「主たる方向」とする。これによって、設置台の長軸方向が水流方向と略平行となり、設置台の受ける水の抵抗は小さくなり、又設置台によって水流が乱れたり、又は渦が発生することが少なくなり、受圧板の位置の水流は層流に近いものとなり、受圧板から取り出される回転トルク・エネルギーの効率は高くなる。又、干満で水の流れが反対になっても、同様にエネルギー効率よく発電できる。
本発明の設置台の「楕円形状」とは、その平面外形状が正確な楕円形状ばかりでなく、正確な楕円形状でなく偏平な形状、又は流線形状のものを含み、水流の流れに対して抵抗が少なく、設置台まわりの水流に乱流・渦の発生を少ない縦横の長さに長短のある形状のものをいう。
【００３０】
本発明の取付枠は、回転体から設置の海・水の水流に平行な方向で大略海底又は水底の地面に略平行方向に放射状に突出した部材であるが、この取付枠には受圧板から力が負荷されるので、回転体に一端が取付けられた上下の複数の横フレームと同上下の横フレームを連結する複数の縦フレームで連結し、取付枠の回転に水の抵抗を少なく且つ高い強度を保有させるのが取付枠の好ましい構造である。
【００３１】
本発明の受圧板は、表と裏の表面材として傷付きにくい金属板又はプラスチック板を用い、内部に発泡樹脂材又はハニカム材を充填させて、受圧板の比重を、１．０１〜１．０５程の比重をもつ海水又は河川の水の比重に対する比で１．０より僅か小さく０．９５〜０．９９の範囲とすることが好ましい。その比が０．９５より小さくなると浮力が大きくなり、受圧板が水平になる力が強くなり、そのため０°〜９０°の位相で遅く垂直状態となり、９０°の位相を過ぎると早目に水平状態となるので受圧板による発生トルクが小さくなる。又、水流・潮流の流速が低い場合は、浮力の方が強く回転体が自動始動しにくい。一方、その比が０．９９を超えると浮力が弱くなって、受圧板が水平状態になりにくい。特に、位相角度２７０°付近で水平になりにくく、２７０°付近の受圧板の水の抵抗が大きくなり、反対方向に回転させようとする回転トルクが大きくなって、やはり発生トルクが小さくなる。よって、その比は０．９５〜０．９９が好ましい。その比が小さい程下げ角度θは大きくして下方力を大きくする必要がある。尚、受圧板は、海水・河川水の水の比重１．００〜１．０５より軽いプラスチック板と重たい金属・セラミックスとの複合板であってもよい。この受圧板の後端にフラップを設ければ、回転位相０°〜９０°での早期の沈降と、回転位相１８０°〜２７０°での早期の水平化に働く。
【００３２】
本発明の発電機は、設置台内に設けられ、防水された中空空間内に収容され、回転体の設置台に対する回転力を、増速ギア機構を介して発電機を回動させる構造とするのが一般的である。
【００３３】
本発明の受圧板の取付枠の上端での取付け方法は、蝶番又は枢着いずれでもよく、高い強度をもって取付枠の上辺部材・横フレームまわりに受圧板が揺動できるものであればよい。
【００３４】
本発明の受圧板の受圧板制動手段の代表的手段としては、取付枠の下方の横フレームに受圧板の自由端を回転体の軸線方向となる略鉛直状態で係止する下ストッパーを設け、又取付枠に設けた回転ストッパで、受圧板をその自由端が回転軌跡面０°より僅か低くなる３°〜６°程の受圧板の傾き角度θ（下げ角度）状態とする。この下ストッパと回転ストッパの構造としては、実施例の構造以外の他の機構も採用できる。
例えば、回転ストッパの構造は請求項３の構造の他に、請求項４における回転ストッパの上板を、非回転として常時直角方向に固定するようにすれば、この非回転の上板を上固定ストッパとして機能させることも可能である。
【００３５】
受圧板の下げ角度θの設定角度は小さすぎると、０°〜９０°の回転位相で受圧板は９０°の回転位相で垂直にならなかったり、垂直になるのが遅れすぎて全体の回転トルクが小さくなる傾向がある。逆に下げ角度θが大きすぎると、２７０°の位相で受圧板に強い流水抵抗が働いて、逆方向の大きな回転トルクが働いて、全体の回転トルクが小さくなって好ましくない。よって、受圧板の回転位相９０°の垂直への円滑な移行と、２７０°回転位相での小さな抵抗とするため、受圧板の下げ角度θは回転軌跡面からの下方の３°〜６°（軌跡面を０°とするとその下方の３°〜６°）程の角度範囲に抑えるようにするのがよい。
【００３６】
概算してみると、ｔを受圧板の平均厚みとし、ρを水の密度とし、始動させる潮流の流速をＶｓとすると、受圧板の９０°位相での傾き角度θの受圧板を押し下げる下方力＝１／２＊ρ＊Ｃｄ＊Ａ＊Ｖｓ２＊ｔａｎθと、浮力＝９．８＊Ａ＊ｔ＊ρ＊（１−受圧板の比重／水の比重）との比Ｘが、９０°以前の位相で下方力が浮力より余裕をもって大きくする値１．３程以上が好ましく、又２７０°位相で流水抗力を強く抑えるため、下方力の浮力に対する比Ｘが２．７以下程が良い設定であることが分った。受圧板の比重／水の比重の比を０．９９とすると、３°〜６°程で４°±０．５が最も好ましいことが分った。
【００３７】
本発明では、横に倒した水車の受圧板を揺動自在にする事を、最も主要な特徴とする。受圧板は回転翼桁である取付枠の上端で揺動自在に取付け、その受圧板の比重を海水・河川の水の比重の０．９５〜０．９９倍程とし、僅かに浮く様にする。受圧板制動手段により、設定の下げ角度θ位置に回転止して水平以上にならないようにし、又、９０度前後の位置に下ストッパで回転止をする。水流速が０〜０．５ノットの低速域では水流による力の発生が小さく、全受圧板は浮力により略水平になり、水圧をうけないため受圧板は回らない。下げ角度θが４°の場合、０．８ノット頃から初期角度４〜５度前後の面に当たる水圧による下方力が、受圧板の浮力に勝って、受圧板を下方へ回転させ、下ストッパで止まり、受圧板は水流に直角となり強い流水圧を受ける。その受圧力を取付枠に伝えることで受圧板・回転体は連続回転する。
【００３８】
次に、潮流方向の変化に対して、本発明は構造上の対称性があり、水流の方向が違うだけで受圧板の水流からの作用効果は変化なく、回転位相０°の方位が変化するのみである。このように、特段の機構を必要とせず、受圧板だけで自動的に対応できて、いずれの潮流方向でも回転体を回転可能としている。
これにより、受圧板の回転方向は流れの方向が変わっても常に一定回転方向に保たれ、発電可能となる。
【００３９】
本願発明の使用条件の潮流速度が２ノットから１ノット、水深が−４０ｍ程から−１０ｍ程度の海域に適応する構造にする手段としては、まずプロペラ式やダリウス翼方式があるが何れも翼の揚力を利用する方式であり、発電量が翼直径の２乗・流速の３乗に比例する理論に基づく方式であり、さらに翼の回転軸が横軸で、支柱が直立となるため、深い水深と速い流速が必要条件となる。
これに比較して本発明は浅い水深、低流速の海域に適応できる構造とするため、陸上の下掛け水車の近似理論：発電量＝水車直径×水流量／秒×効率・係数に基き、縦軸横置き水平方向回転の水車に相当する。翼理論の流れ方向に、直角な揚力でなく、平行な直圧・抗力を利用する。受圧域が翼回転の全周になるプロペラ方式に比べ受圧域が回転の半周になることを補って、目標発電量に、余裕のある水車の直径、受圧板の寸法を自在に設定することができる。このことで、低い潮流速度浅い水深その他の現実条件に適応する構造とする事ができる。
【００４０】
次に、目標発電量を達成するための、水車の概算寸法を設定してみる。基本的には、前出の下掛け水車の近似理論に基づくが、その他の理論式や余裕、バランス等加味して、設定する。１０００ｋＷでは、水車直径５０ｍのとき、水車翼幅は、流速１ノットで１０ｍ、流速２ノットで５ｍとなる。２０００ｋＷでは、水車直径８０ｍのとき、水車翼幅は、流速１ノットで１２ｍ、流速２ノットで６ｍとなる。１００ｋＷでは、水車直径１０ｍのとき、水車翼幅は、流速１ノットで５ｍ、流速２ノットで３ｍとなる。
上記の如く、海洋構造物らしくかなり長大なものになるが、慎重な構造計算や、回転数と増速機構の計画を行うことで、十分実現可能な手段である。
【００４１】
設置台、回転体、回転数と増速機構等にかんしては既存の周知技術内で達成される。又、各部材の強度も適切な素材・寸法及びリブ等で構造強度は確保でき、実用化できるものである。更に、本発明の海・水中に設置した発電装置を点検・補修・安全等の為に、回転体・取付枠・受圧板の回転を停止させる機構を設けている。その機構として本発明の受圧板制動手段は、運転中に受圧板の上限の設定の下げ角度θ（３°〜６°程）の揺動可能状態を変更して、受圧板を０°程又は−３°〜＋３°程の範囲の水平に近い小さな角度δに固定する固定状態にすれば、受圧板は水流の流れと略平行の姿勢となって回転トルクがほとんど発生しないようになって、設置台内の回転軸に対してブレーキを与えるブレーキ装置等で受圧板の回転を容易に停止できる。
【００４２】
最後に、潮流・流水中における本発明の発電装置の姿勢安定対策が必要である。漁場を対象としてアンカーケーブル方式を検討する潮流速２．０ノットで試算する。１０００ｋＷ型の概算の寸法、重量を設定して試算した結果、計算により求められる数値に、全体浮力、アンカーの重量、アンカーケーブルの位置を設定することで、安定する。
２．０ノット以上の急潮流域では十分余裕のある対策が必要となる。台風波浪に対しては潮流発電装置全体を低潮位以下３．０ｍに沈めることで安定させられる。津波対策は、別途の検討を行う。海底固定方式はアンカーケーブル式よりさらに安定は容易である。又、２０００ｋＷ型の発電装置も同様に可能である。
【００４３】
本発明の海中にある発電装置に、大型魚・中型魚・哺乳動物又はそれらの群集体あるいは大型海藻・流木等の大型の漂流物が接触又は衝突して発電装置又は魚体が傷つける恐れがある海域では又は人及び小型船の立入を禁止するため、図２８，２９，３０に示すように本発明の発電装置の外周に海底近くから海面まで垂直な網面をもった定置網を設置することが好ましい。定置網の網目を中型・大型の魚又は大型の哺乳動物が進入できない寸法のものとすることがよい。海上面にも進入禁止の防止柵を設けることが好ましい。定置網を垂直に引張する大型フロートの海上面部分に進入防止棚を突出させるとよい。
定置網の垂直面の一部には内側に進入した中型・大型の魚・哺乳動物の逃し口筒網部を設けるとよい。この逃し口筒網部は外部からの進入ができにくいようになっていて、内部からは外へ出やすいように縮径していく筒状となっている。又、定置網が水流で流されて移動又は変形しないようにアンカーロープで引張することが好ましい。
【００４４】
又、設置台に設ける１次コイル，直流コイル，水中音波送受信器，水中カメラ，各種センサー，設置台上方に設ける監視カメラ，警告灯，照明灯及び回転体側に設ける２次コイル，磁気スイッチ，開閉器，整流器，充電器，水中カメラ，バッテリー，電動シリンダー，各種計測器，電気センサー，開閉器，制御器等の電気機器，電線，電気回路等はプラスチック・金属・セラミックでもって封止・被覆保護され、防水処理され、魚・動物との接触により破損がないよう保護され、又腐食・漏電もないようにして水中・海中・海上面での耐久性を保持させる。
【００４５】
特に、海水・水中に直接設置される１次コイル，２次コイル，直流コイル，小型変圧器はプラスチック内に封止され、プラスチック内に耐熱性絶縁油を封入し、コイルに電流を流して使用した時の発熱を絶縁油とプラスチックパッケージを介して、外側の海水・水で冷却できるようにすれば、熱問題はほとんど生じない。
【００４６】
１次コイルと２次コイルの電磁誘導による電力伝達に用いるコイルのコア形状・寸法は、１次コイルの磁束が２次コイルでよく捕捉できてループするもので、２次コイルに電力を効率よく伝達できるものが選ばれる。
【００４７】
以下、本発明の実施例を図面と符号を用いて説明する。
【実施例】
【００４８】
（実施例）
図１〜２６に示す実施例は大略１０００ｋＷの潮流を使った発電装置Ｇの例であり、潮流速が１〜２ノットの海域の水深４０ｍ程の海中にアンカーケーブル方式で設置される総重量が４００ｔで楕円状設置台１の浮力が８００ｔ程の１０００ｋＷ型の発電装置例である。楕円筒状の設置台１はその内部の上部を中空にし、設置台１の外周の上段，下段に円環状の固定ガイドフレーム２をブラケット２ａによって固設し、同固定ガイドフレーム２に円環状の回転体３を固定ガイドフレーム２に沿って周回可能に取付ける。この回転体３に８組の放射状の取付枠５（複段の横フレーム５ａとこれを上下方向に連結する縦フレーム５ｂと補助横フレーム５ｃとその連結材５ｄとよりなる）を取付け、各取付枠５の上段の横フレーム５ａの上端に横３列の受圧板６を揺動自在に取付けている。発電運転時の受圧板６の揺動角範囲は、上限の下げ角度θは４°とし、これから垂直状態の９０°の範囲としている。
【００４９】
次に、この設置台１は上半部を中空室として大きな８００ｔ程の浮力を保有し、設置台１の海水に漬かる下部の内部にウインドラス１ｇを複数配置し、同ウインドラスに巻き取られるくさり１ｈの下端に浮きタンク１ｊ付アンカーウエイト１ｉを取付けて、海底面にアンカーとして配置している。この設置台１の浮力と、アンカーウエイト１ｉによるアンカー力及び固定ガイドフレーム２・回転体３・取付枠５・受圧板６の自重及びそれからの下方力・上方力・回転力を平衝させて、設置台１・回転体３・取付枠５・受圧板６を海中に保持している。
設置台１は楕円筒状であって、その長軸方向の径長が約１４ｍで短軸の方向の径長は約１０ｍで高さ１４ｍ程で、中間の隔壁１ａで内部は上下に仕切られている。上方は中空室となっている。
【００５０】
（回転体の取付構造）
図中特に図２〜８に設置台１に対する回転体３の取付け構造を示している。図中、２は楕円状の設置台１の外側の上段，下段位置に設けた円環状の固定ガイドフレーム、２ａは同固定ガイドフレームを設置台１の外周壁に支持するブラケットで長軸方向のブラケットは短く、短軸方向のブラケットの長さは長い。２ｂはブラケットの先端に設けられた固定ガイドフレーム２の円環状ガイド溝、３は上段，下段の固定ガイドフレーム２の位置の上方に設けた円環状の回転体であって、Ｈ型鋼を横向きにして環状にしたもので、３ａは同回転体の下部に設けた脚部、３ｂは同脚部の下方に取付けられたポリ四ふっ化エチレン等の滑動抵抗が小さい材質で製作された走行シューであり、固定ガイドフレーム２のガイド溝２ｂ内に拘束されて回転体３を固定ガイドフレーム２に沿って周回運動可能にしている。尚、走行シュー３ｂに代えてローラー・ボール・タイヤ等でも使用可能である。３ｃは上段の回転体３の内側に設けた回転体３の回転を固定された設置台１に伝達するための大径のラック歯車である。
【００５１】
（取付枠の構造）
回転体３からその円周に沿って４５°毎に８組半径方向に突出させた各取付枠５は、水平長さ約１７ｍ程で高さ７ｍ程の寸法で、図２〜７に示すように上下の２段の半径方向に水平に延びた横フレーム５ａと、同横フレームを上下に連結する複数の縦フレーム５ｂと、各段の横フレーム５ａと略同じ高さで且つ横フレーム５ａの近くで半径方向に突出させた補助横フレーム５ｃと、同補助横フレームと横フレーム５ａとを三角形の二長辺となすように連結する連結材５ｄとからなっていて強い構造強度を有する。横フレーム５ａは断面偏平状の外形状を有して、水の抵抗を小さくしている。又、この上段の横フレーム５ａに対して直角且つ略水平に取付けた４本のストッパ取付部材８に上固定ストッパ７ｅ・回転ストッパ７ａ・電動シリンダー７１ｅ等が取付けられ、又下段の横フレーム５ａには下ストッパ７ｕ等が回転ズレがなく強固に取付けられている。又、各取付枠５を突設した回転体３部分の下部には下段の固定ガイドフレーム２のガイド溝２ｂに沿って走行する脚部３ａと走行シュー３ｂがそれぞれ取付けられている。回転体３と取付枠５と受圧板６は環状の固定ガイドフレーム２に沿って周回運動できるようになっている。
【００５２】
（受圧板の構造）
一枚の受圧板６は、図９〜１１に示すように６．５ｍ×５ｍで最大厚みが０．３ｍ程であり、横フレーム５ａに横３列の受圧板６の先端を揺動可能に枢支している。受圧板６の表面材としてステンレス鋼板６ａが使用され、内部に硬質発泡樹脂６ｃが充填され、受圧板６の比重は０．９９としている。６ｂは受圧板６内部の翼桁である。
受圧板６は先端に枢支軸６ｄを有し、これは横フレーム５ａ側の軸受部５ｆで軸支されて、揺動自在となっている。そして、この３枚の受圧板６の側辺に隣接するようにストッパ取付部材８が４本上段の横フレーム５ａに直角方向に且つ回転軌跡面に略平行に取付けられている。又、受圧板６の自由端には小さな下向きのフラップ６ｅが取付けられている。
【００５３】
（受圧板制動手段の構造）
図３，１２〜２３に示す実施例の受圧板制動手段７は受圧板６を枢支した横フレーム５ａに直角方向に延び且つ回転軌跡面と略平行としたストッパ取付部材８を各受圧板の左右側辺に隣接するように４本設けている。各ストッパ取付部材８は斜め補強部材８ａで横フレーム５ａを強固に取付けている。この４本のストッパ取付部材８に受圧板６の上面と当接すると受圧板６を回転軌跡面と同じ０°に保持する上固定ストッパ７ｅがストッパ取付部材８と直角となるように設けられている。又、各ストッパ取付部材８には１個又は２個の回転ストッパ７ａが設けられていて、回転ストッパ７ａは上下に受圧板６の厚みより少し長い間隔をもって上板７ｂと下板７ｂとを有する。回転ストッパ７ａを直角方向に回転すると、その上板７ｂと下板７ｂとの間に受圧板６を挟むことができ、受圧板６を０°の固定状態にする。又、回転ストッパ７ａの下板７ｂの下面で受圧板６の上面と当接させると、受圧板６は４°の下げ角度θでもって受圧板６のこれ以上の浮き上りを抑止し、受圧板６を揺動可能状態とする。
【００５４】
前の実施例の受圧板制動手段７の他の回転ストッパ７ａの構造として、図１６，１７に示すように断面コ字状部材の下板７ｂのみをその基端で回転自在にするとともに下板７ｂの上面・下面を離して、その回転ストッパ７ａの下板の上面で受圧板６の下面と当接させることで、上固定ストッパ７ｅとこの回転ストッパ７ａの下板７ｂの上面とで受圧板６を略水平に固定して固定状態とする。又、この回転ストッパ７ａの下板７ｂの下面を受圧板６上面と当接させると、受圧板６の下げ角度θを４°で抑止し、これ以上自由端を浮き上げられないように抑止させ揺動可能状態とする構造がある。
【００５５】
実施例の回転ストッパ７ａはいずれもストッパ取付部材８の長手方向（受圧板６の上下の動きをフリーにする方向）と、これに直角方向にして受圧板６を拘束する位置にする回転ストッパ７ａの回動手段を各ストッパ取付部材８に設けている。
そして、回転ストッパ７ａを長手方向（受圧板を回転可能とするフリー状態）と、直角方向（受圧板の固定状態又は上限角のある揺動可能状態）に切替可能とする受圧板制御手段７は、回転ストッパ７ａを両引きの電動シリンダー７１ｅで回動させて長手方向及び直角方向に切替える。電動シリンダー７１ｅの進退するシリンダーロッド７１ｆの先端と回転ストッパ７ａの回転軸に軸着した回動アーム７１ａとはリンク７１ｂで連結され、シリンダーロッド７１ｆの進退で回転ストッパ７ａをその回転軸まわりに９０°回転できるようにしている。
【００５６】
尚、回転ストッパ７ａは直角方向に保持するため、スプリング７１ｓを設けている。従って、電動シリンダー７１ｅでもって直角方向から長手方向に回動トルクを与える場合は、スプリング７１ｓの復原力に坑して回動できるだけの力を与える。逆に、長手方向から直角方向に両引きの電動シリンダー７１ｓで与える操作トルク（操作力）は、スプリング７１ｓの付勢力の分だけ小さな力・トルクで済むようになっている。スプリング７１ｓは電動シリンダー７１ｅを常時通電せずにも回転ストッパ７ａを直角方向の状態を維持できるようにして電力の消費を少なくしている。
【００５７】
（発電機への回転伝達手段の機構）
次に、回転体３の回転を設置台１内の発電機Ｈへ伝達する回転伝達手段４について説明する（図２〜５参照）。
回転体３の上部の内側には大径のラック歯車３ｃが設けられている。又、同ラック歯車３ｃとピン４ｃで噛合するピン車の回転盤４ｄが楕円状の設置台１の長軸側の両方の先端部（回転位相で０°，１８０°の位置）に設けられて、回転体３の回転はそのラック歯車３ｃが回転盤４ｄのピン４ｃと係合して回転盤４ｄの回転軸４ａに伝達されている。同回転盤４ｄの垂直な回転軸４ａは常時はＯＦＦのブレーキ装置４ｋ，常時は連結のＯＮの状態のクラッチ４ｉ，傘歯車４ｅを介して発電機Ｈの入力軸に連動されている。４ｇは回転軸４ａと強制回転モータ４ｆを連動させる平歯車で、４ｊは平歯車４ｇの噛合のＯＮ／ＯＦＦ作動させるクラッチ機能のシリンダーである。
【００５８】
（設置台内の電力）
設置台１内には、発電機Ｈで発生する電力を配電装置Ｃで所定電圧・周波数の交流として防水型の水中電力ケーブルＫで近くの陸上へ送電するとともに、一部の交流電力は設置台１の配電装置Ｃ，制御盤Ｂ，ウインドラス１ｇ，１次コイルＬ１，無線送受信器ＷＳＲ，警告灯ＷＬ，監視カメラＷＣ，照明灯ＳＳ，水中音波送受信器ＳＳＳＲ，これらの付属回路等の電気機器の為の交流電力として使用できるようにしている。又、その一部の交流電力は整流器ＳＲＦで整流し、バッテリーＳＢに充電され、バッテリーＳＢから所定電圧の直流電源を直流コイルＳＬ等の電子機器に給電している。このように、発電装置Ｇには陸上に向けて電力ケーブルＫで発電電力の大部分を送電するとともに、発電装置Ｇで使用するための交流電源及び直流電源を保有している。これとは別に緊急用バッテリーを備えて、上記電源が使用できない場合でも緊急情報の送受信が行えるようにすることが好ましい。
【００５９】
（電力伝達構造）
設置台１から回転体側への電力の伝達は、設置台１の外周に環状に設けた固定ガイドフレーム２の円周上方に沿って４５°間隔でコア付１次コイルＬ１を８個所設けている。そのコアＬ１Ｃはコ字状となって、両端面は回転体３に向いて設置されている。この１次コイルＬ１には設置台１内の所要電圧の交流電力が開閉器ＲＬＳを介して印加されている。この開閉器ＲＬＳは、設置台内での手操作の他に無線又は水中音波・水中超音波・水中無線等を使用して、陸上施設ＧＢ又は近くの船舶ＳＨＩＰからでも１次コイルへの電流の開閉の遠隔操作ができるようになっている。
次に、環状をした回転体３の円周に沿って４５°間隔で配置された８個の各取付枠５の上段の横フレーム５ａ近くの回転体３の上方位置で１次コイルＬ１の設置高さと同じ高さ位置にコア付２次コイルＬ２を設けている。この２次コイルＬ２のコアＬ２Ｃもコ字状をしていて、その両端面は回転体３の回転によって１次コイルＬ１のコアＬ１Ｃの端面に数ｃｍ程の近さで対向できるようにしている。
この２次コイルＬ２に発生する２次電力は、回転体側に設けた整流器ＫＲＦで直流に変換され、充電器ＫＣによってバッテリーＫＢに充電させるようにしている。
そして、このバッテリーＫＢの直流電力を使って前記電動シリンダー７１ｅ並びにその開閉器ＫＳＷ・制御回路ＫＣＯＮ・警告灯ＫＷ，水中音波送受信器ＫＳＳＲ等電気機器を作動可能としている。
【００６０】
回転体３側の回転する２次コイルＬ２のコアＬ２Ｃが設置台１の固定ガイドフレーム２の１次コイルＬ１のコアＬ１Ｃと接近して、１次コイルＬ１の磁束がコアＬ１Ｃを介して２次コイルＬ２に作用するようにして、コアが近接している短い時間だけ２次コイルＬ２に交流電力が発生させる。その２次コイルＬ２の交流電力は整流器ＫＲＦによって直流に変換されて、バッテリーＫＢに直流電力として充分な電力量まで蓄積される。このバッテリーＫＢの直流電力で電動シリンダー７１ｅ・制御回路ＫＣＯＮ・情報信号伝達回路等電気機器を作動できるようになっている。
回転ストッパ７ａを回動するのは、発電状態（回転ストッパ７ａが直角方向維持の状態）から回転体３の回転及び受圧板６の揺動を止めて発電を停止させる場合及び発電停止状態から発電させる場合のみが中心になるので、その切替操作は少ない回数であり、バッテリーＫＢの放電（使用）の方の回数が多くなることはなく、発電している電力で常時バッテリーＫＢは充分な電力量を貯えている充電状態にある。
【００６１】
本発明の発電装置の受圧板６，取付枠５，回転体３を回転停止した静止位置に於いて、設置台１側の１次コイルＬ１と回転体側の２次コイルＬ２とが対向する位相で停止させる。実施例では、設置台１に１次コイルＬ１が４５°毎に設けられていて、しかも取付枠５も回転体３の円周に沿って４５°毎に設けているので、全てのコイルＬ１とコイルＬ２とを対向した位置で静止できるようになっている。この静止位置で設置台１内のバッテリーＳＢの直流電源をＤＣ／ＡＣ変換器で所定電圧の交流に変換した後、１次コイルＬ１にこの交流電流を印加すれば（又は設置台１に陸上からの商用電源が海底ケーブルＫを介して供給している場合はその交流を印加すれば）、回転体側に２次コイルＬ２を介して交流電源が供給され、整流器ＫＲＦ，充電器ＫＣを介して回転体側のバッテリーＫＢに運転前に充分に充電させることができる。
この電力を用いて、回転ストッパ７ａを長手方向に動かし、受圧板６を強制回転モータ４ｆによって強制回転させ、その回転位相が４５°となった時に回転ストッパ７ａを直角方向にすることで、受圧板６は固定状態から揺動可能状態となって回転体３・受圧板６は回転開始して、発電を始めることができる。
【００６２】
（状態操作手段）
実施例Ｇの状態操作手段の送信器として無接触の電磁気を用いて信号情報を発信するコア付直流コイルＳＬを使用し、このコア付直流コイルが発生する磁気に感応してスイッチが閉路する常開の磁気スイッチＭＳを回転体３に設けている。この磁気スイッチＭＳが無接触方式の信号伝達の受信器とした。この磁気スイッチＭＳが周回運動して設置台１に固設した直流コイルＳＬのコアＳＬＣと対向した時、磁気スイッチＭＳが作動させるようにしている。この作動で、電動シリンダー７１ｅを押し又は引き方向に作動させ、回転ストッパ７ａを長手方向又は直角方向に回動させる。
【００６３】
実施例Ｇでは、設置台１外周の環状の固定ガイドフレーム２上方で、その回転位相の５５°付近の位置，回転位相１００°程の位置，回転位相２３５°付近の位置，回転位相２８０°に近い位置にコア付直流コイルＳＬを配置している。直流コイルＳＬのコアＳＬＣの方向は固定ガイドフレーム２の半径方向にあって、その先端の端面は回転体側に向っている。この直流コイルＳＬには、信号送信の開閉器ＲＬＳとそれを外部からの操作命令を受けて同開閉器ＲＬＳを開閉させる制御回路ＲＣＣとを設けている。一方、回転体３側には２次コイルＬ２の設置位置から正回転側に回転位相が１０°進んだ位置に、前記直流コイルＳＬの磁気を感知して作動する磁気スイッチＭＳを設けている。この磁気スイッチＭＳが作動すると、その直流コイルＳＬに対応する操作命令の電気信号が磁気スイッチＭＳによって発生させるようにしている。この磁気スイッチＭＳの閉信号は各電動シリンダー７１ｅを引き押しいずれかの方に作動させ、回転ストッパ７ａを長手方向又は直角方向に回転させる（図２０，２１，２２参照）。
【００６４】
これによって、図２３に示すように各取付枠５の回転位相が回転位相４５°及び２２５°に（磁気スイッチＭＳの回転位相が５５°及び２３５°に）到れば、直流コイルＳＬによって磁気スイッチＭＳが作動して電動シリンダー７１ｅで回転ストッパ７ａは直角方向から長手方向になり、回転ストッパ７ａの拘束がなくなり、受圧板６は水力・浮力に応じて自由に動けるようになる。受圧板６が４５°の位相では水流の背面からの力が大きくなって垂直状態の方向になり、回転位相９０°で略垂直となる。
又、受圧板６が２２５°付近では、受圧板６は浮力で水平方向になって、上固定ストッパ７ｅで受圧板６は受け止められ、２７０°の回転位相では略水平状態となる。この時の磁気スイッチＭＳの回転位相は２８０°となっていて、この回転位相に配置された直流コイルＳＬを通電させると磁気が作用してこの回転位相にある磁気スイッチＭＳが作動し、電動シリンダー７１ｅを作動させて回転ストッパ７ａを長手方向から直角方向に回転させる。
【００６５】
回転停止から発電状態にする命令の場合は、回転位相５５°と１００°の回転位相の位置に配置された二つの直流コイルＳＬの通電作動で磁気スイッチＭＳにその命令（最初は長手方向へ、後で直角方向へ回動の命令）が伝達される。
これによって、取付枠５の回転位相の９０°付近での作動では、回転ストッパ７ａは長手方向から直角方向に回転しても受圧板６は略垂直状態であるので受圧板６と接触することなく直角方向にできる。そして、直角方向にある回転ストッパ７ａは受圧板６が下げ角度θの４°以上に上方にならないように規制し、下ストッパ７ｕで９０°以上揺動しないようになって受圧板６は揺動可能状態となる。
【００６６】
一方、取付枠５の回転位相２７０°付近での作動の場合では、回転ストッパ７ａを長手方向からその後直角方向への動作で、受圧板６が浮力で略水平状態となっているので、回転ストッパ７ａの下板は受圧板６の下方となり、上固定ストッパ７ｅと協同して受圧板６を０°の位置で略水平に保持する固定状態となる。この操作は、回転位相２７０°付近での磁気スイッチＭＳが２５５°及び２８０°の回転位相で二つの直流コイルＳＬに通電することで、その操作命令（最初は長手方向に動かし、後で直角方向に動かす命令）が磁気スイッチＭＳに伝達されることによってできる。
【００６７】
尚、上記操作は設置台１の長軸が水流の主たる流れの方向の場合であるが、水流の流れの方向が主なる水流の流れから変った時点でも切替えることが必要な場合は、水流方向センサーを設置台側に設け、又直流コイルを設置台の外周に多く配置し、水流方向センサーから水流の流れ方向を決定し、これを回転位相０°として、上記の回転位相に対応する直流コイルを作動させれるようにすればよい。あるいは、回転体側に回転位相を計測する手段を設けて、計測された回転位相の値に応じてその操作命令に応じた電動シリンダー７１ｅの作動を制御することでも可能である。
【００６８】
実施例では、上記の磁気スイッチＭＳの作動でその取付枠５の３個の受圧板６を全部揺動可能状態か又は略水平の固定状態の同じ状態にするものである。
しかし、同じ取付枠５の中の一部の受圧板の状態を変更しないように制御することも可能である。
【００６９】
尚、実施例では発電中の受圧板６の揺動角度範囲は−４°〜−９０°であるが、回転ストッパ７ａを長手方向に保持した状態で運転させれば、受圧板６はその下げ角度θの上限角０°（δ）の角度となり、上固定ストッパ７ｅと下ストッパ７ｕとの間で揺動し、その揺動角度を０°〜−９０°となり、この状態で発電させることも可能である。このときは、受圧板６のフラップ６ｅが下げ角度θに代わる重要な働きをする。
【００７０】
（陸上施設，海上船舶，設置台１及び回転体側との情報制御信号の伝達方法）
本実施例では、設置台１の通行筒１ｆに海中に没しない無線アンテナ１ａｎｔを高く設けている。設置台内に無線アンテナ１ａｎｔの信号の無線送受信器ＷＳＲを設け、変調器，又は周波数変調器，復調器を介して情報信号の送受を可能としている。これらの無線で伝達された制御信号，電気機器の状態信号，監視カメラ６０の画像情報，電力発電状態は地上施設ＧＢに無線で送られて、地上施設ＧＢで海中の発電装置Ｇの状況・状態を監視できるようになっている。又、無線で発電装置Ｇへの操作命令・制御命令を発信して遠隔操作可能としている。又、地上施設ＧＢから又は付近の海上の船舶ＳＨＩＰから無線で同様に状況の監視と制御操作を可能としている（図２６，２７，３１参照）。
尚、電力ケーブルＫと一緒に陸上の商用電源線が発電装置Ｇまで配電されている場合は、設置台１ではその商用電源を交流電源として使用可能となる。
又、電力ケーブルＫと一緒に信号線が配装されていれば、陸上施設ＧＢと発電装置Ｇとの間での情報及び制御操作信号をこの信号をもって伝達できる。
【００７１】
設置台１と回転体３との制御信号の画像情報の送受信は、水中音波又は水中超音波の水中音波送受信器ＳＳＳＲを用いて行うこともできる。又、近接の電磁誘導・水中無線又はレーザー光の投受光器等を用いて情報・信号の授受も可能であり、最適な方法を採用すればよい。
回転体３には、外部に危険であることを示す警告灯の点滅・点灯及び小型水中カメラ・水流計等を取付けること及び制御コンピュータが将来取付ける場合でも、回転体３にはそれらの為の電力を確保できるので、それら機器の設置も容易である。
【００７２】
（発電装置の保護・安全対策）
本発明の水中にある発電装置に、中型・大型の魚・哺乳動物が接触して、発電装置Ｇが破損・故障を生起すること、魚体・動物を傷つけることを防止する為、大型海藻・漂流物が回転する取付枠５・受圧板６に付着・接触することを防止する為、及び人・小型ボートが発電装置Ｇに近づいて回転している取付枠５・受圧板６と接触して、人身事故を生起することを予防する為に、図２８〜３１に示すように発電装置Ｇの外周を囲うように中型・大型の魚・哺乳動物・人の進入を防止できる粗目の網目の定置網５０を海中にアンカーブロック５１と大型フロート５２で設置し、又その大型フロートの海面上にも満潮時でも中・大型の魚・哺乳動物・人の進入を防止する海面柵部を海面から突出させることが好ましい（図２８，２９，３０参照）。
【００７３】
図２８〜３１において、５０は高さ４０ｍ程の網目が１５ｃｍ平方程の定置網、５１は同定置網を海底に固定するアンカーブロック、５２は定置網上辺に取付けた大型フロート、５２ａは大型フロート５２の下部に定置網５０の上辺ロープを係止する係止部、５２ｂは同係止部に一端を結着した大型フロート５２が発電装置Ｇ方向に移動しないようにする引張ワイヤ、５２ｃは同引張ワイヤの下端を海底に固定するアンカーブロック、５２ｄは隣り合う大型フロート５２同士の連結金具、５２ｅは大型フロート５２の海面上に５０ｃｍ程突出した海面柵部、５２ｆは同海面柵部に形成した空気通過窓、５２ｇはアンカーブロック５２ｃに下端を結着したワイヤ５２ｈで係留された小型の警告フロートである。
【００７４】
定置網５０の垂直の網面の一部に魚・哺乳動物の逃し用の縮径していく筒状の逃し口筒網部５４を設けることが好ましい。逃し口筒網部５４の先端の逃し口５４ａの口縁には外部から魚・哺乳動物の進入を防ぐ反し片（図示せず）を設け、定置網５０内部からこの逃し口筒網部５４へ入り込んで逃し口５４ａから外海へ逃げられるようにすることが好ましい。
【００７５】
更に、図３１に示すように本発明の発電装置の設置台１の通行筒１ｆ付近に設けた無線アンテナ１ａｎｔの支柱部には海面上から水中の回転する取付枠５・受圧板６の状況及び設置した定置網５０の上方海面の大型フロート５２の海面上付近の人・船の近接を撮影する監視カメラ６０が複数方向の撮影の為に複数台取付けられ、又支持部には警告灯６１及び夜間照明灯６２を設けることが好ましい。
【００７６】
又、実施例の無接触の信号情報伝達に代えて状態操作手段を物理的な接触で操作信号を設置台１から回転体３へ伝達させる例を図３２に示している。固定ガイドフレーム２側に電動シリンダー８０を設け、そのシリンダーロッド８１を進退させ、同シリンダーロッド８１先端に加圧板８２を取付ける。そして、回転体３側に上記加圧板８２によって押圧されると、防水パッケージされた近接スイッチＬＳＷを閉路するスイッチを設ける方式でもよい。その電動シリンダー８０と近接スイッチＬＳＷの設置位置は実施例の直流コイルＳＬと磁気スイッチＭＳの配置位置と同じくとする。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は主に海中に設置され、陸地近くの海域の潮流を利用して発電することを主対象とするが、速い潮流域又は流速が速い海流域において設置することでより高い発電量を得ることができる。更に、大きな流速がある水深の深い河川に設置しても発電を得ることができる。
【符号の説明】
【００７８】
Ｇ    実施例の発電装置
Ａ    空調装置
Ｂ    制御盤
Ｃ    配電装置
Ｈ    発電機
Ｋ    電力ケーブル
ＧＢ    陸上施設
ＳＨＩＰ    船舶
ＳＪ    変圧器
ＫＢ    バッテリー（回転体側）
ＫＣ    充電器（回転体側）
ＫＲＦ    整流器（回転体側）
ＫＳＷ    開閉器（回転体側）
ＫＣＯＮ    制御回路（回転体側）
ＫＷ    警告灯（回転体側）
ＫＳＳＲ    水中音波送受信器（回転体側）
Ｌ１    １次コイル
Ｌ１Ｃ    １次コイルのコア
Ｌ１Ｓ    取付台
Ｌ２    ２次コイル
Ｌ２Ｃ    ２次コイルのコア
Ｌ２Ｓ    取付台
ＲＡＬ    交流電源切替器
ＳＬ    直流コイル（送信器）
ＳＬＣ    直流コイルのコア
ＲＬＳ    開閉器
ＲＣＣ    制御回路
ＷＳＲ    無線送受信器
ＳＳＳＲ    水中音波送受信器
ＳＴ    変圧器（設置台側）
ＳＲＦ    整流器（設置台側）
ＳＣ    充電器（設置台側）
ＳＢ    バッテリー（設置台側）
ＭＳ    磁気スイッチ（受信器／回転体側）
１    設置台
１ａ    隔壁
１ａｎｔ    無線アンテナ
１ｆ    通行筒
１ｇ    ウインドラス
１ｈ    くさり
１ｉ    アンカーウエイト
１ｊ    浮きタンク
２    固定ガイドフレーム（上，下段）
２ａ    ブラケット
２ｂ    ガイド溝
３    回転体
３ａ    脚部
３ｂ    走行シュー
３ｃ    ラック歯車
４    回転伝達手段
４ａ    回転軸
４ｂ    軸受
４ｃ    ピン
４ｄ    回転盤
４ｅ    傘歯車
４ｆ    強制回転モータ
４ｇ    平歯車
４ｉ    クラッチ
４ｊ    クラッチ用シリンダー
４ｋ    ブレーキ装置
５    取付枠
５ａ    横フレーム（上，下段）
５ｂ    縦フレーム
５ｃ    補助横フレーム
５ｄ    連結材
５ｅ    取付アーム
５ｆ    軸受部
５ｇ    取付補強板
６    受圧板
６ａ    ステンレス鋼板
６ｂ    翼桁
６ｃ    硬質発泡樹脂
６ｄ    枢支軸
６ｅ    フラップ
７    受圧板制動手段
７ａ    回転ストッパ
７ｂ    回転ストッパの上・下の板
７ｄ    ゴム層
７ｅ    上固定ストッパ
７ｕ    下ストッパ
７１ａ    回動アーム
７１ｂ    リンク
７１ｅ    電動シリンダー
７１ｆ    シリンダーロッド
７１ｓ    引張スプリング
８    ストッパ取付部材
８ａ    斜め補強部材
５０    定置網
５１    アンカーブロック
５２    大型フロート
５２ａ    係止部
５２ｂ    引張ワイヤ
５２ｃ    アンカーブロック
５２ｄ    連結金具
５２ｅ    海面柵部
５２ｆ    空気通過窓
５２ｇ    警告フロート
５２ｈ    ワイヤ
５４    逃し口筒網部
５４ａ    逃し口
６０    監視カメラ（設置台上）
６１    警告灯
６２    夜間照明灯
【要約】
【課題】  潮流を使って簡単な構造で且つ耐久性をもって確実に発電でき、しかも発電装置の点検・補修・クリーニング作業が安全に行え、しかも回転体側に電力を伝達して回転体の受圧板の角度制動を電力でもって精度よく且つ確実に制御できるようにする。
【解決手段】  海中に設置台１を設置台１の浮力とアンカーとで水中に固定し、設置台１の外周に環状の固定ガイドフレーム２と回転体３とを介して取付枠５を周回自在に取付け、同取付枠５の横フレーム５ａに３枚の受圧板６を揺動自在に枢支し、又同受圧板の隣接してストッパ取付部材８を横フレーム５ａに直角に取付け、同ストッパ取付部材８に上固定ストッパ７ｅと回転ストッパ７ａとを設け、これらを設置台１の外周の１次コイルＬ１と回転体側の２次コイルＬ２とによって交流電力を回転体３側に伝達し、同交流電力を使って電動シリンダー７１ｅを作動させて回転ストッパ７ａを長手方向と直角方向に切替作動させる。
【選択図】図３【図１】
0005653557.tif 000002
【図２】
0005653557.tif 000003
【図３】
0005653557.tif 000004
【図４】
0005653557.tif 000005
【図５】
0005653557.tif 000006
【図６】
0005653557.tif 000007
【図７】
0005653557.tif 000008
【図８】
0005653557.tif 000009
【図９】
0005653557.tif 000010
【図１０】
0005653557.tif 000011
【図１１】
0005653557.tif 000012
【図１２】
0005653557.tif 000013
【図１３】
0005653557.tif 000014
【図１４】
0005653557.tif 000015
【図１５】
0005653557.tif 000016
【図１６】
0005653557.tif 000017
【図１７】
0005653557.tif 000018
【図１８】
0005653557.tif 000019
【図１９】
0005653557.tif 000020
【図２０】
0005653557.tif 000021
【図２１】
0005653557.tif 000022
【図２２】
0005653557.tif 000023
【図２３】
0005653557.tif 000024
【図２４】
0005653557.tif 000025
【図２５】
0005653557.tif 000026
【図２６】
0005653557.tif 000027
【図２７】
0005653557.tif 000028
【図２８】
0005653557.tif 000029
【図２９】
0005653557.tif 000030
【図３０】
0005653557.tif 000031
【図３１】
0005653557.tif 000032
【図３２】
0005653557.tif 000033